OSSERVAZIONE di un mesone STRETTO XV IFAE Lecce in Alexis POMPILI ( Università & I.N.F.N. di Bari ) per la Collaborazione BaBar Sessione Quark Pesanti

OSSERVAZIONE di un mesone STRETTO

XV IFAE Lecce

in

Alexis POMPILI ( Università & I.N.F.N.di Bari )per la Collaborazione BaBar

0* )2317( ssJ DD

Sessione Quark Pesanti 25 Aprile 2003

- Cenni di spettroscopia del sistema dei mesoni - Selezione dei candidati - Evidenza di un mesone stretto a che decade in - Ricerca di altri eventuali canali di decadimento- Controllo su possibili riflessioni- Discussione su JP e conclusioni

sD

0sD232.2 cGeV

0, KKKKDs

Alexis Pompili (Università & INFN Bari) XV - IFAE Lecce 2003

2

Spettroscopia degli stati sc

m[GeV]

PJ

onda -S onda -P

Godfrey-Isgur model

0* KD KD 0*

KD0

)59.2(1 23P

)53.2(1 11P

)57.2(1 13P

331 D

)48.2(1 03P

132 S

)98.1(1 01S

012 S

)13.2(1 13S

Informazione sperimentale

limitata

)1969(sD

)2112(*sD

)2535(1sD

)2573(*sJD

[nel limite di M(q=c) >> m(q=s) …]

Approx. : quark pesantesorgente statica di potenziale

quark s : l,s conservati separatamente

+inter. spin-orbita : j= l+s conservato+quark c con spin S- interazioni soppresse di m/M

- inter. spin-orbita

- inter. di contatto spin-spin

J= j+S conservato

- forza tensoriale

Sl

Ss

2, 1 2 3 J j1, 0 2 1 J j [stretti]

[larghi]

%)6(%),94( 0

(mix?)

violazione di isospin


3

Diversi modelli teorici predicono masse fra per ( )

che dovrebbero decadere per emissione di K ed essere larghi ( difficilmente rivelabili )

1,0,21 PJj26.24.2 cGeV

Sperimentalmente non vi sono candidati per questi 2 stati in onda-P

Lo scalare 0+ con massa dovrebbe decadere in

in onda-S ed avere una larghezza , ma

…

... se fosse sotto soglia … decadrebbe in modo diverso, p.es. in

violando l’isospin, e in tal caso sarebbe estremamente stretto !

248.2 cGeV

Godfrey-Isgur [Phys. Rev. D32 (1985)]Godfrey-Kokoski [Phys. Rev. D43 (1991)]Di Pierro-Eichten [Phys.Rev. D64 (2001)]

KD0

MeV990270 0sD

Oggetto di questa analisi :Studio dello spettro di massa prodotto inclusivamente0sD


4

Ricostruzione e criteri di selezione

000 ;,; KKKKDD ss

PID

fit geometrico ad un vertice comune

%1.0)( 2 P

se traiettoria consistente con la regione di interaz.

momento nel CMS : cGeVp 5.2*

coppie (origine nel vertice

di produz.) con fit

cinematico

[ vincolo : ]

%1)( 2 P)( 0m

MeVE 100

%10)( 2 P)( 0m

coppie (origine nel vertice delle

tracce cariche) con fit

cinematico

[ vincolo : ]

NON IN SCALA

- rimuove fondo combinatorio dal continuo- elimina fondo da decadimento dei mesoni B

284.1)(

:perveto

con

per selezione-Anti

0

0*

cGeVKKm

KKD

DD

ciascuno non condivide

fotoni con altri


5

0*K

KK 0*,sDselezionati usando i modi

)1020( 0* )892(K

sotto-campioni disgiunti

S/N migliorato dal taglio sull’angolo di elicità

5.0cos

sD

D


6

DsD

: fit cinematico con massa nominale)( sDE

0

sDKKKK ,,,massadiSpettri 0

0candidaticoneventineglicoppie sD

Il segnale a è assente nelle distribuzionida bande laterali :il picco èassociato al sistema

Nessun altro segnale è evidente fino aa parte quello associato a

232.2 cGeV

27.2 cGeV

0sD

0)2112(* ss DD

! !

Picco largo dovuto a combinazioni casuali

dove)2112(*sD ss DD )2112(*


7

cGeVp 5.3* 0massadiSpettro sD

0 KKDs

KKDs

candidati531267

candidati33273

2.)(4.08.2316 cMeVstatm

2.)(3.16.2317 cMeVstatm

2.)(4.06.8 cMeVstat

2.)(1.18.8 cMeVstat

cMeVp 300)( 0

Incertezza sistematica sulla massa stimata conservativamente : 23 cMeVUna stima della risoluzione in massa per

il sistema è ottenibile direttamente dai dati fit-tando la distrib. di massa del lacui è consistente con quella del segnale Una risoluzione in massa simile si ottiene dalla simulazione di

)2317(*sJD

0 KK0 KKDs

0)2317(* KKDsJ


8

)2112(*sD

Controllo di possibili riflessioni - 1

N.B. : 1) evento selezionato senza richiedere la presenza di un ; 2) ciascun non deve formare un con ogni altro ;

00

MeVE 150)(

cGeVDp s 5.3)(*

cGeVDp s 5.3)(*

][ 2cGeVm2 2.2 4.2 6.2

ssJ DD )2317(*

)2112()2317( **ssJ DD non c’è !

non c’è !

Combinazioni

Combinazioni

Combinazioni )2112(*sD

sD

sD

Verificato che un segnale non deriva da riflessioni di altri stati charmati[usando dati simulati con tutti gli stati charmati e i decadimenti noti]

)2317(*sJD

ccee

Verificato nei dati che un segnale non deriva da riflessioni del per misidentificazione

)2317(*sJD

*D K


9

Controllo di possibili riflessioni - 2

0)2112(* sD

eve

nts

/7M

eV

/ c2

Combinazioni

][ 2cGeVm

Combinazioni 0sD

0)2112(* sD

cGeVDp s 5.3)( 0*

Dagli scatter plots si vede che questa massa corrisponde alla regione di sovrapposizione delle bande strette dei segnali

000 vs,vs ssss DDDD

)2317(,)2112( **sJs DD

?

Se il picco nella distribuz. di massa fosse dovuto ad uno stato con massa che decade in , potrebbe cinematicamente produrre un picco nella distribuz. di massa intorno ai !

0sD

246.2 cGeV232.2 cGeV0sD

CONTROLLI :

… ma … per tale riflessione si dovrebbe avere una !

[MC tests]… ma … tale riflessione sarebbe responsabile solo di 1/6 del segnale visto!

215 cMeV


10

Distribuzione angolare

Distribuzione angolare consistente con l’essere piatta ( 43% di probabilità )

)2317(delriposoasistemaneldelangolo: *0sJD

CMSnel)2317(deldirezioneallarispetto * sJD

Efficienza

un

it. arb

.

un

it. arb

.

cosdibinsin)2317(* sD

[fondo sottratto]


11

Discussione su JP

conservazione parità spin-parità naturale :

violazione di isospin ( stretta )

0* ]0[)2317( ssJ DD ...,2,1,0

La massa inferiore rispetto a favorisce )2573(,)2536( *

1 sJs DD 0PJ

La distribuzione di elicità corretta per l’efficienza e’ piuttosto piatta

0oppure,0 JJ ma con produzione non-polarizzata

proibisce ]0[)2317(* ssJ DD (OK : non riscontrato)

non esclude ]1[)2317( ** ssJ DD ( non riscontrato : prevale l’emissione di )

0PJ


12

Conclusioni

Con i primi di dati raccolti da BaBar si è studiato lo spettro di massa 0sD191 fb

Un segnale netto e stretto è stato osservato, alla massa di con una larghezza consistente con la risoluzione sperimentale, peri 2 distinti modi di decadimento e

232.2 cGeV210 cMeV

KKDs0 KKDs

Non vi è evidenza di decadimenti di questo stato in sss DDD ,)2112(, *

La probabile assegnazione , la bassa massa, la piccola larghezza e le modalità di decadimento lo caratterizzano quale stato non predetto dagli attuali modelli a potenziale della spettroscopia dei mesoni charmati

Vari controlli sono stati eseguiti per accertarsi che esso non sia il risultato di riflessioni significative di altre risonanze di massa inferiore o superiore.

0PJ

O questi modelli richiedono modifiche oppure questo stato non è un mesone ma è uno stato esotico (p.es. a 4-quarks)sc

]Resott.[0304021/exhep Lett.v.Phys.

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